【摘 要】
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紫玉米（Zea mays L.）属禾本科玉米属,因呈深紫色至黑色又称黑玉米。研究表明紫玉米穗轴（PCC）中花色苷含量最为丰富,并具有抗氧化、降血糖、抗肥胖、抗炎等多种生理活性。PCC作为加工的副产品因来源广泛,价格低廉,成为食品工业提取花色苷的理想原料,但花色苷在胃肠消化过程中不稳定,从而降低了其生物可利用率。本研究以PCC为原料对花色苷进行超声波提取及大孔树脂纯化的工艺优化,并对其组成进行定性和
【基金项目】
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辽宁省教育厅重点攻关项目[LSNZD202004]；
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紫玉米（Zea mays L.）属禾本科玉米属,因呈深紫色至黑色又称黑玉米。研究表明紫玉米穗轴（PCC）中花色苷含量最为丰富,并具有抗氧化、降血糖、抗肥胖、抗炎等多种生理活性。PCC作为加工的副产品因来源广泛,价格低廉,成为食品工业提取花色苷的理想原料,但花色苷在胃肠消化过程中不稳定,从而降低了其生物可利用率。本研究以PCC为原料对花色苷进行超声波提取及大孔树脂纯化的工艺优化,并对其组成进行定性和定量分析。在此基础上制备了果胶-紫玉米穗轴花色苷（PC-PCCA）、乳清蛋白-紫玉米穗轴花色苷（WPI-PCCA）、乳清蛋白-果胶-紫玉米穗轴花色苷（WPI-PC-PCCA）、壳聚糖-果胶-紫玉米穗轴花色苷（CS-PC-PCCA）这四种稳态化复合物,比较了稳态化复合物的物理性质、抗氧化活性、降血糖活性及体外消化性能,并进行结构表征探究其稳态化机理。本研究旨在优化紫玉米穗轴花色苷（PCCA）提取纯化的工艺参数,筛选出稳定性良好的PCCA稳态化复合物,并明确其稳态化作用机理,为其在食品和功能食品领域的发展应用提供理论依据。主要研究结果如下:（1）在单因素试验的基础上,采用响应面法优化了超声波法提取PCCA的工艺,考察了提取溶剂、料液比、超声温度、超声功率和超声时间对PCCA提取率的影响,通过响应面法得到最优工艺参数为:无水乙醇:0.2 mol/L柠檬酸溶液（7:3）为提取溶剂,料液比1:63（g/m L）,超声温度58℃,超声功率240 W,超声时间41 min,提取率可达118.89±1.15 mg/100 g。（2）采用D-101大孔树脂纯化PCCA,通过单因素试验筛选出适宜的吸附参数为:上样浓度0.03 mg/m L,上样液p H为4,上样体积11 BV;等度洗脱以70%乙醇溶液洗脱最佳,梯度洗脱以水和10%乙醇除杂,以30%乙醇溶液洗脱最佳,梯度洗脱所得花色苷纯度（21.74%）高于等度洗脱（11.13%）,是纯化前（1.54%）的14倍。（3）采用HPLC-Q-TOF-MS法对PCCA进行鉴定和含量测定,共鉴定出23种花色苷,定量分析结果表明,紫玉米穗轴花色苷以天竺葵素-3-O-丙二酰基葡萄糖苷、芍药素-3-O-丙二酰基葡萄糖苷、矢车菊-3-O-丙二酰基葡萄糖苷、天竺葵素-3-O-二丙二酰基葡萄糖苷、芍药素-3-O-二丙二酰基葡萄糖苷、矢车菊-3-O-二丙二酰基葡萄糖苷和矢车菊-3-O-葡萄糖苷为主,含量分别达到999.26±5.71、808.11±7.80、383.14±0.17、686.35±10.84、395.82±2.31、110.43±0.06和291.84±2.14μg/g。（4）PC-PCCA、WPI-PCCA、WPI-PC-PCCA和CS-PC-PCCA四种稳态化复合物包封率在41.80±0.05%～58.84±2.82%范围内,复合物的平均粒径在100～400 nm范围内;其中CS-PC-PCCA的包封率良好（48.13%±2.73）,仅次于WPI-PC-PCCA。CS-PC-PCCA的吸湿性最弱、溶解度最低、Zeta电位绝对值最高,表明CS-PC-PCCA的缓释性和溶液稳定性最佳。SEM分析结果表明PC-PCCA、WPI-PCCA和WPI-PC-PCCA呈球形或椭圆形,但较为聚集,而CS-PC-PCCA则呈多颗粒、不规则形状,相较于其他三种复合物聚集度较低。XRD分析和FT-IR分析结果表明四种稳态化复合物均呈无定形态;PC-PCCA和WPI-PC-PCCA通过氢键作用相结合,WPI-PCCA通过氢键和疏水相互作用相结合,CS-PC-PCCA通过氢键和静电相互作用相结合。（5）对PC-PCCA、WPI-PCCA、WPI-PC-PCCA和CS-PC-PCCA四种稳态化复合物的DPPH·、ABTS+自由基清除能力、对α-葡萄糖苷酶抑制能力进行研究,结果表明四种稳态化复合物受PCCA的羟基与壁材相互作用的影响,导致其DPPH·、ABTS+自由基清除力较PCCA略有降低,对α-葡萄糖苷酶的抑制能力除WPI-PC-PCCA外,均有提高,由强至弱顺序为CS-PC-PCCA＞PC-PCCA＞WPI-PCCA＞PCCA＞WPI-PC-PCCA。四种稳态化复合物的模拟体外消化结果表明PCCA及其稳态化复合物在口腔和胃内较为稳定,肠消化后,花色苷单体含量明显降低,其中稳态化复合物总花色苷及单体保留率均较PCCA有显著提高,表明稳态化复合物在胃肠消化中更加稳定。四种复合物的体外胃肠消化稳定性由强至弱为CS-PC-PCCA＞PC-PCCA＞WPI-PCCA＞WPI-PC-PCCA。
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